二、数字地与模拟地的连接原则
数字地是数字逻辑电路的接地端，以及 A/D、D/A转换器的数字地。
模拟地是指放大器、采样保持器和A/D、 D/A中模拟信号的接地端。
数字地和模拟地应分别接地。 避免数字回路通过模拟电路的地线再返回 到数字电源对模拟信号产生影响。
三、印刷电路板的地线分布原则
逻辑器件接地线呈辐射网状，避免环形 地线尽量加宽。最好不小于3mm 旁路电容地线不要太长 功率地应较宽，必须与小信号地分开
Hale Waihona Puke ●任务分析 ●确定功能、性能要求 ●制定总体方案
总 体 设 计
●系统功能分配 ●确定软硬件功能关系 ●拟定调试方案
硬 ●绘制硬件原理图 件 ●绘制印制板图 设 ●配置元器件 计 ●硬件功能分调
软 ●确定算法与数据结构 件 ●程序模块划分 设 ●绘制程序流程图 计 ●程序编写与仿真调试
样 机 联 调
●在样机中运行软件 ●软硬件修改与完善 ●反复调试以达设计要求
9.2.2 地线干扰及其抑制
一、一点接地和多点接地的应用
低频电路，采用一点接地 寄生电感影响小，一点接地可以减少地线造成的 地环路。 高频电路，采用多点接地 寄生电感及分布电容将造成各接地线间的耦合， 影响突出。
频率小于1MHz时，采用一点接地；频率高于 10MHz时，采用多点接地；频率处于1至10MHz 时，若采用一点接地，其地线长度不应超过波长 的二十分之一。否则，应采用多点接地。
方案论证：根据用户要求，设计出符合现场条件的软硬件方 案。既要满足用户要求，又要使系统简单、经济、可靠
总体设计：根据方案论证的结果，进行系统的总体设计
二、硬件设计
单片机基本系统设计
主要完成时钟电路、复位电路、供电电路的设计。
单片机系统的扩展部分设计 主要包括：存储器扩展和接口扩展。 存储器的扩展指程序存储器和数据存储器的扩展； 接口的扩展指I/O接口和其它功能器件的扩展。
利用PC上的集成开发软件编写用户源程序，经汇编 (或编译)生成目标文件(.hex)
三、仿真调试
仿真调试包括： 对用户源程序的软件调试 对用户样机的硬件调试
仿真调试可以分为两种方式： 软件模拟：模拟开发软件 硬件仿真：硬件仿真器
四、目标程序写入
单片机程序仿真通过后，可将最终生成的目标文件 (.hex)装入到单片机芯片或存储器芯片中。
常用的方法：
利用编程器
PC机及编程软件
编程器及芯片
利用在系统编程（ISP）技术 用ISP应用软件将程序写入到CPU中
PC机及ISP应用软件
目标板及具有ISP功能的CPU
五、运行
写入了目标程序的单片机或存储器芯片插到单片机应 用系统电路板上，这一应用系统就可以独立运行了。
设计开发过程 ：
总 体 论 证
9.1 单片机应用系统设计
单片机应用系统是指以单片机为核心，配以一定的外围电路 和软件，能实现某种或几种功能的应用系统。
单片机应用系统由硬件和软件两部分组成。
单片机应用系统的设计应包括：硬件设计和软件设计。
9.1.1 设计步骤
一、需求分析、方案论证和总体设计阶段
需求分析:被测控参数的形式（电量、非电量、模拟量、数 字量等）、被测控参数的范围、性能指标、系统功能、工作 环境、显示、报警、打印要求等。
设计注意
绘制程序流程图 合理分配系统资源
9.2 单片机应用系统开发与调试 9.2.1 单片机应用系统的开发与开发工具 一、单片机应用系统的开发
正确无误的硬件设计和良好的软件功能设计是一 个实用的单片机应用系统的设计目标。
完成这一目标的过程称为单片机应用系统的开发。
二、单片机应用系统的开发工具
目前，使用较多的仿真开发系统分为两类：
四、信号电缆
双绞线，有抑制电磁干扰的作用 屏蔽线，有抑制静电感应干扰的作用。
屏蔽层最佳的接地点在信号源侧（一点接地）。
9.2.3 其它提高系统可靠性的方法
一、使用微处理器监控电路
基本功能： 上电复位 监控电压变化 Watchdog功能 片使能 备份电池切换开关等
典型产品
MAX703～MAX709/813L，MAX791等 。
考 机 定 型
●现场运行样机 ●组装定型、软件固化 ●编写技术报告及说明书
9.2 提高系统可靠性的一般方法 9.2.1 电源干扰及其抑制
一、交流电源干扰及其抑制
V
t
～220V
电源 滤波器
～220V
交流电源综合配置 ：
1:1 隔离变压器
电源变压器
+
～220V
交流 稳压器
电源 滤波器
直流 稳压器
U
-
人机界面设计 主要完成按键、开关、显示器、报警等电路的设计 绘制系统的电路原理图、底板图 手工、PROTEL 组装样机 制电路板、购买元件、焊接
三、软件设计
设计单片机应用系统时，在完成硬件设计之后，必须 配备相应的应用软件。
应用软件
数据采集 数据处理 控制算法实现 人机联系 数据管理
设计方法
模块化设计 自顶向下设计
通用型单片机开发系统
目标板
PC机+仿真软件
在线仿真器
仿真头
软件模拟开发系统
这种系统是由通用PC加模拟开发软件构成。 常用的模拟开发软件有： 1、Keil公司的μVision 2、Proteus
9.2.2 单片机应用系统的开发过程 一、电路板(用户样机)制作
底板图
制板
焊接
原理图 硬件电路
电路板
二、目标文件生成
…
NOP
NOP
LJMP 0000H
9.3 多路数字电压表的设计
9.3.1 多路数字电压表的原理及功能
多路数字式电压表应用系统主要利用A/D转换器。
二、直流电源抗干扰措施
集成稳压路单独供电 采用低纹波高质量集成稳压电路。每个稳压电 路单独对电压过载进行保护。
直流开关电源 无工频变压器，体积小、重量轻、效率高、电网 电压范围宽、变化时不易输出过电压和欠电压，同 时还具有较好的初、次级隔离作用。
DC－DC变换器 输入电压范围大、输出电压稳定且可调整、效 率高、体积小、有多种封装形式。
二、软件抗干扰措施 输入/输出抗干扰
开关量输入，多次读入，比较无误再确认。 开关量输出，进行回读，比较无误再输出。
按钮、开关，软件延时避免抖动误读 条件控制：循环采样、处理、控制输出。
可能酿成重大事故的输出，要设置人工干预。
（2）避免系统“死机”的方 法
硬件Watchdog 软件陷阱 办法是在未用到的中断矢量区及其它未使用的 EPROM区设置如下指令：